Световой поток - это мощность, переносимая излучением со спектром частот, соответствующих видимой области. В фотометрии эта мощность измеряется в люменах (lm, лм), в радиометрии - в ваттах (Вт). Радиометрический поток излучения есть отношение энергии, переносимой в некотором телесном угле потоком фотонов или электромагнитных волн, к времени переноса. Связь между световым потоком Ф и радиометрическим потоком излучения W устанавливается следующим соотношением:
,
(1.10)
где k(l) - световая эффективность данного излучения, лм/Вт, определяемая по кривой видности, kmax- максимальная световая эффективность, находимая как максимум на кривой видности и равная 680 лм/Вт, v(l) – относительная световая эффективность.
Величина W для потока из N фотонов с энергией hn за интервал времени Dt определяется следующим соотношением:
.
(1.11)
В этом соотношении h=6,63×10-34 Дж×с - постоянная Планка.
Сила света I (сила излучения) источника в данном направлении равна отношению светового потока (потока излучения) к величине телесного угла W, в котором этот поток распространяется:
.
(1.12)
Если источник излучает равномерно по всем направлениям, то сила света такого точечного источника определяется простым соотношением:
.
(1.13)
В общем случае сила света характеризует пространственную плотность светового потока. Единицей силы света служит кандела (сd, кд), равная лм/ср. Единицей силы излучения - Вт/ср. В системе единиц СИ кандела является основной единицей и определяется с помощью специального эталонного источника. Одна кандела - это сила света, излучаемая 1/600000 м2 поверхности платины при температуре затвердевания (1772 0С) и давлении 101325 Па в перпендикулярном к поверхности направлении.
Для характеристики излучения источников, которые нельзя считать точечными, вводятся понятия светимости и яркости. Они характеризуют излучение единицы площади излучающей поверхности. Светимость М равна отношению потока излучения DФ , излучаемого площадкой DS во всевозможных направлениях (т.е. внутри телесного угла 2p стерадиан), к площади этой площадки:
.
(1.14)
В пределе отношение dФ/dS есть светимость в точке излучающей поверхности. Единицей энергетической светимости является Вт/м2, светимости - лм/м2.
Яркость B в данном направлении равна отношению силы света
внутри элементарного телесного угла, опирающегося на площадку dS,
к площади ds проекции этой площадки на плоскость, перпендикулярную
к выбранному направлению (рис.1.11):
. (1.15)
Единицей яркости является кд/м2. Это яркость поверхности, излучающей с каждого квадратного метра одну канделу в направлении, перпендикулярном к поверхности. Ранее использовалась другая единица яркости - нит. Ее величина равна 1 кд/м2. В зарубежной литературе используется единица фут×ламберт, определяемая как 1 лм/(фут2×ср). Один фут×лб=3,426 кд/м2.
Если единица площади равномерно светящейся во всех направлениях отражающей или излучающей поверхности создает силу света I кд, то ее световой поток будет равен pI люмен.
В отличие от отечественной литературы в зарубежной есть два понятия яркости: luminance (физическая яркость) и brightness (психологическая).
Для характеристики цвета излучения, кроме яркости цвета, используются понятия светлота, насыщенность и цветовой тон. Светлота является относительной величиной, определяется путем сравнения яркости цвета с яркостью белой поверхности в тех же условиях освещения и совпадает с величиной коэффициента отражения или пропускания. Под насыщенностью цвета понимают степень его свободы от примеси белого цвета. Цветовой тон (оттенок) - свойство цвета, которое позволяет наблюдателю оценить его как красный, синий, зеленый и т.д.
Объекты, которые видны благодаря освещению светом первичных источников, называют пассивными (вторичными) источниками света. Их основной характеристикой является освещенность E, определяемая как световой поток, падающий на единицу освещаемой поверхности:
.
(1.16)
Световой поток в 1 лм, равномерно освещающий площадь в 1 м2, создает освещенность 1 лк - один люкс.
Контраст изображения равен отношению двух фотометрических единиц, но сам не является чисто фотометрическим параметром. Он характеризует отношение яркостей изображения B и фона Bф. Применяется несколько вариантов определения контраста:
, 
,
. (1.17)
Различают
прямой и обратный контраст. Для позитивного изображения (темное изображение на
белом фоне) задется прямой яркостной контраст: 
.
Для негативного изображения (светлое на темном фоне) задается обратный
контраст: 
. В ряде случаев пользуются понятием
контрастности, представляющим отношение яркости фона и изображения:
B/Bф при B>Bф,
Bф/В при <Bф. (1.18)
Для полной характеристики качества изображения, даваемого УОИ (в частности – проекционного), необходимо использовать семейство характеристик, зависящих более чем от 70 параметров. Зачастую определение этих параметров неоднозначно. Так, такой важнейший параметр, как световой поток, часто приводится производителем на основе измерений по разной методике: по ANSI, peak white, "n" % white, full white или без ссылки на методику.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.